Räbu
Räbu ehk šlakk on metallurgiliste tööstusprotsesside, näiteks malmi, terase või mõne muu metalli sulatamise või tootmise, kõrvalsaadus. Metalli puhastamise käigus eralduvad muud keemilised elemendid ning sulavad üheks vedelaks massiks, mis jahtumise käigus tahkub ning muutub kivi- või klaasitaoliseks aineks.[1] Räbu võib kategoriseerida selle järgi, kas räbu on tekkinud raudmetalli või mitteraudmetalli tootmise käigus.[2]
Koostis muuda
Räbu koostis on varieeruv, see oleneb tooraine päritolust ning keemilisest koostisest ja selle rafineerimiseks kasutatud töötlemisprotsessist. Muinasaegses räbus võis metallisisaldus olla kuni 50%, sest rauasulatusahjudes saavutatud temperatuur oli suhteliselt madal.[3] Räbu koosneb valdavalt erinevatest oksiididest, millest enamuse moodustavad kaltsium, räni, raud, magneesium ja alumiinium, vähesel määral esineb ka teisi elemente, näiteks fosforit. Räbu keemilist kompositsiooni mõjutavad küll tootmiseks kasutatud võtted, kuid suurimaks koostist määravaks teguriks on tooraine.[4]
Klassifitseerimine muuda
Räbu klassifitseeritakse selle keemilise koostise järgi, täpsemalt, millise materjali töötlemise kõrvalprodukt see on. Räbu võib jaotuda kolme erineva kategooria alla: raudmetallide ehk mustmetallide (valdavalt raud ja teras), poolmetallide (räni ja arseen) ja mitteraudmetallide ehk värviliste metallide (alumiinium) räbu. Seda saab eristada ka selle tekke järgi ehk räbu, mis on tekkinud metalli sulatamise käigus või räbu, mis on tekkinud metalli töötlemise käigus.[4]
Räbu ajalooline kasutamine muuda
Erinevate töötlemisprotsesside tagajärjel tekkinud räbul võivad olla erinevad visuaalsed ja keemilised omadused. Vahemere ümbruses olid pronksiajal kasutusel erinevad metallitootmise meetodid, kuid saadud räbu oli suhteliselt sarnase väljanägemisega. Saadud räbul oli värviline ja klaasjas välimus, põhiliselt rohekad ja sinakad toonid tulenesid kõrgest vasesisaldusest. Räbu sulatati ümber mitte rafineerimise eesmärgil, vaid selle visuaalsete omaduste tõttu. Ümbersulatatud räbu sai kasutada klaasesemete valmistamisel ning pulbri kujul võidi räbu rakendada ka keraamika kattes.[5] Ka tänapäeval on levinud vaserikka räbu kasutamine klaasesemete valmistamisel.[6] Ajalooliselt on räbu rafineerimine olnud levinud, kuna metallurgias kasutatavad meetodid arenevad ja uued, efektiivsemad meetodid võimaldavad vana räbu uuesti üles sulatada ning eraldada sellest rauda või muud ainet.
Rauaräbu arheoloogias muuda
Räbu on arheoloogidele parimaks tööriistaks, et uurida mineviku tsivilisatsioonide metallurgiat. Lisaks metallurgilisele arengutasemele on räbu abil võimalik metallitööstuse aktiivsust dateerida, räbu koostise järgi saab ka selle geograafilist päritolu uurida, mis võimaldab omakorda ajalooliste kaubateede uurimist. [7] Arheoloogilist räbu võib jaotada raua sepistamise protsessi käigus tekkinuks ja raua tootmise ajal tekkinud räbuks. Ajaloolistest rauasulatuskohtadelt võib leida kümnete tonnide viisi räbu, mis on minevikus hunnikutesse kuhjatud. Eestis on suurimad räbu hunnikud leitud Tuiu-Pelisoo-Tõrise kandist. [8]
Räbu kasutamine tänapäeval muuda
Räbu potentsiaalselt erineva keemilise koostise tõttu saab seda rakendada erinevates valdkondades, millest üks peamisi on ehitustööstus. Põhiliselt leiab räbu rakendust just betoonitööstuses ning teede ja sildade ehituses. Räbu kasutamine nendes valdkondades tuleneb sellest, et räbu on suhteliselt odav ning seda kasutades väheneb vajadus loodusvarade kaevandamise järele. Lisaks majanduslikule aspektile võib olla räbu, kui kõrvalprodukti ära kasutamine ehitusmaterjalides loodussõbralikum, kui uute looduslike materjalide kaevandamine. Räbu sisaldavad ehitusmaterjalid võivad olla ka looduslikest materjalidest parema kandevõimega ning paremini vastupidavad temperatuurimuutustele. Põllumajanduses kasutatakse peamiselt räbu, mis on rikas kaltsiumi ja räni poolest. Seda räbu saab kasutada mullakvaliteedi parandamiseks, pH taseme aluselisemaks muutmiseks ning niiskuse pikemaks säilitamiseks. Samuti saab kõrge fosforisisaldusega räbu ära kasutada põllumajanduses, kuna aeglaselt eralduvad nitraadid ei ole ohtlikud, vaid pigem heaks väetiseks. [9][10]
Räbu ja keskkonnareostus muuda
Räbu lisamine ehitusmaterjalidesse vähendab vajadust traditsiooniliste ehitusmaterjalide järele, kuid võib kaasa tuua negatiivseid aspekte. 2022. aastal avastasid Soome teadlased põhjuse, miks Oulu regioonis autode hammasrihmad ebatavaliselt kiiresti kulusid: asfaldisse lisatud räbu eritas abrasiivset tolmu.[11] Selliste olukordade vältimiseks on oluline räbu nõuetekohane käitlemine, et vältida raskmetallide või muude saastavate elementide sattumist loodusesse.
Viited muuda
- ↑ "[EKSS] "Eesti keele seletav sõnaraamat" 2009". www.eki.ee.
- ↑ Martin, Tina; Günther, Thomas; Weller, Andreas; Kuhn, Kerstin (1. november 2021). "Classification of slag material by spectral induced polarization laboratory and field measurements". Journal of Applied Geophysics (inglise). 194: 104439. DOI:10.1016/j.jappgeo.2021.104439. ISSN 0926-9851.
- ↑ Peets, Jüri (2003). The Power of Iron. Tallinn: Teaduste Akadeemia Kirjastus. Lk 320–321.
- ↑ 4,0 4,1 Piatak, Nadine M.; Parsons, Michael B.; Seal, Robert R. (1. juuni 2015). "Characteristics and environmental aspects of slag: A review". Applied Geochemistry. Environmental Geochemistry of Modern Mining (inglise). 57: 236–266. DOI:10.1016/j.apgeochem.2014.04.009. ISSN 0883-2927.
- ↑ Brass, Mikey (22. juuni 2021). "Chemical Composition of Glass in Ancient Egypt". The Antiquity of Man (Ameerika inglise). Originaali arhiivikoopia seisuga 9. juuni 2023. Vaadatud 9. juunil 2023.
- ↑ Gorai, Bipra; Jana, R. K.; Premchand (1. november 2003). "Characteristics and utilisation of copper slag—a review". Resources, Conservation and Recycling (inglise). 39 (4): 299–313. DOI:10.1016/S0921-3449(02)00171-4. ISSN 0921-3449.
- ↑ Webb, Jennifer M.; Frankel, David; Stos, Zofia Anna; Gale, Noel (august 2006). "EARLY BRONZE AGE METAL TRADE IN THE EASTERN MEDITERRANEAN. NEW COMPOSITIONAL AND LEAD ISOTOPE EVIDENCE FROM CYPRUS". Oxford Journal of Archaeology (inglise). 25 (3): 261–288. DOI:10.1111/j.1468-0092.2006.00261.x. ISSN 0262-5253.
- ↑ Peets, Jüri (2003). The power of Iron. Teaduste Akadeemia Kirjastus. Lk 320–321.
- ↑ O’Connor, James; Nguyen, Thi Bang Tuyen; Honeyands, Tom; Monaghan, Brian; O’Dea, Damien; Rinklebe, Jörg; Vinu, Ajayan; Hoang, Son A.; Singh, Gurwinder; Kirkham, M. B.; Bolan, Nanthi (5. oktoober 2021). "Production, characterisation, utilisation, and beneficial soil application of steel slag: A review". Journal of Hazardous Materials (inglise). 419: 126478. DOI:10.1016/j.jhazmat.2021.126478. ISSN 0304-3894.
- ↑ Hotaling, WW, toim (1982). "Extending Aggregate Resources". American Society for Testing and Materials: 95. DOI:10.1520/stp774-eb.
- ↑ "Wear Caused by Ferrochrome Slag, or OKTO Aggregate, Behind Breakages of Vehicle Timing Belts". Geological Survey of Finland GTK. 23. september 2022.